ZHCY211 December 2024 AMC0106M05 , AMC0106M25 , AMC0136 , AMC0311D , AMC0311S , AMC0386 , AMC0386-Q1 , AMC1100 , AMC1106M05 , AMC1200 , AMC1200-Q1 , AMC1202 , AMC1203 , AMC1204 , AMC1211-Q1 , AMC1300 , AMC1300B-Q1 , AMC1301 , AMC1301-Q1 , AMC1302-Q1 , AMC1303M2510 , AMC1304L25 , AMC1304M25 , AMC1305M25 , AMC1305M25-Q1 , AMC1306M05 , AMC1306M25 , AMC1311 , AMC1311-Q1 , AMC131M03 , AMC1336 , AMC1336-Q1 , AMC1350 , AMC1350-Q1 , AMC23C12 , AMC3301 , AMC3330 , AMC3330-Q1
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- 引言
- 隔離式信號鏈簡介
- 選擇樹
- 電流檢測
- 電壓感測
- EMI 性能
- 終端設備
- 其他參考設計/電路
交流/直流級對增益誤差引起的功率擾動的響應
圖 89 顯示了一個通用電壓控制器和功率處理單元等效模型。
圖 89 具有功率處理單元模型的簡化直流總線電壓控制環路如圖 89 所示，我們將之前分析得出的項（方程式 47）作為干擾引入環路，用于檢查電壓控制性能。通過觀察控制環路拓撲，可以證明，借助 PI 控制器的積分部分，可以完全抑制由直流干擾方程式 47 引起的穩態誤差。相反，無法完全抑制干擾的交流分量，從而導致電壓紋波。
為了評估交流側所用電流傳感器的最大可接受增益誤差，我們通過進行以下假設來運行了仿真：
- 將直流總線電壓設置為最小額定電壓，從而達到最大紋波電壓 (650V)
- 交流側和直流側之間存在最大功率交換，從而增加功率擾動 (11kW)
- 達到最壞情況的三個相位的增益誤差如下：
ε1 = –ε2 = –ε3 - 電流控制環路帶寬在所有仿真中保持恒定 (3kHz)
- 交流濾波器設計用于在使用主要電流檢測功能時且在標稱輸出功率條件下，將 THD 保持在 3% 以下
- 電力線頻率為 50Hz
圖 90 顯示了交流/直流轉換器與具有不同增益誤差的傳感器搭配使用時的仿真結果。
圖 90 在直流鏈路帶寬和增益誤差參數下隨時間變化的直流鏈路電壓紋波圖 90 展示了以下結果：
- 直流鏈路上存在 100Hz 紋波電壓。這是由電流檢測級增益誤差注入的電源紋波導致的。
- 由于 PI 控制器的積分部分，當達到穩定狀態時，所有情況下的電壓平均值仍然相同，這與理論一致。
- 直流鏈路電壓紋波與直流鏈路電壓控制環路的帶寬相關。如果電壓控制環路的帶寬足夠高，那么控制器會嘗試通過快速控制電流環路來消除紋波電壓，但這可能會增加電網的 THD。
在此示例中，電壓控制環路的帶寬為 400Hz，結合電流傳感器的 3.7% 增益誤差，導致 THD 為 3.3%，而使用沒有增益誤差的理想電流傳感器時，THD 為 3%。另外，電壓控制環路的低帶寬會導致電網側的 THD 較低，但直流鏈路上的紋波電壓會增加到不可接受的水平。直流鏈路中存在電壓紋波會導致電池上出現電源紋波，而這是不能容忍的。此外，低電壓控制環路帶寬會導致負載階躍響應不佳。
總之，當開關節點處的電流傳感器具有 3.7% 的增益誤差時，可能導致電網電流的 THD 增加超過 10%。為了補償這種增加，輸入濾波器的體積必須增加超過 4%，才能滿足轉換器電網側 THD < 3% 的設計目標。